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Gases de efecto invernadero, un importante problema cuyas consecuencias se ven reflejadas en el cambio climático que se vive hoy día. Derivado de ello, investigadores han hecho estudios con el fin de encontrar la manera de transformar químicamente el dióxido de carbono en combustibles u otros productos, frenando las repercusiones en la Tierra.
Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachussets (MIT por sus siglas en inglés), se han dado a la tarea de investigar la razón de la falta de éxito en los procesos de conversión de los gases de efecto invernadero en combustible. La razón detrás de esto es el agotamiento local del gas de dióxido de carbono, justo al lado de los electrodos que se utilizan para catalizar la conversión.
Este descubrimiento fue clave para los investigadores, ya que al mismo tiempo de encontrar el problema se encontró la solución adecuada. En este sentido, encender y apagar los sistemas electroquímicos de conversión del gas dióxido de carbono en intervalos específicos, ayuda a la acumulación del gas a niveles necesarios.
"Creo que la mitigación del dióxido de carbono es uno de los desafíos importantes de nuestro tiempo", dice Kripa Varanasi, profesor de Ingeniería Mecánica del MIT. Una de las vías prometedoras para la captura del carbono es la conversión del gas en otro tipo de compuestos como el metano o el etanol, para ser utilizados como combustible o etileno.
Dentro de la transformación de los gases de efecto invernadero, los diferentes procesos de conversión (electroquímicos, termocatalíticos, fototérmicos y fotoquímicos) tienen diversos desafíos. Uno de los problemas es la eficiencia de cada uno de ellos y es por ello que los procesos electroquímicos son el candidato más fuerte para la transformación del carbono en combustible.
Obtener productos con un mayor contenido de carbono es la razón por la cual los procesos electroquímicos han ganado terreno ante el resto de procesos. Sin embargo, uno de los mayores problemas son las reacciones en competencia (división de moléculas de agua en oxígeno e hidrógeno), las cuales interfieren con la transformación del carbono en combustible.
Para mitigar estas reacciones de competencia, los investigadores continúan en la búsqueda de mejores materiales para la optimización de los catalizadores. Una vez que se logren establecer las propuestas definitivas, solo restará el hacer pruebas en el laboratorio para determinar su efectividad y lograr así el paso a una escala industrial.
"Si desea poder crear un sistema que funcione a escala industrial, debe poder ejecutar las cosas durante un largo período de tiempo" comentó Varanasi. Por otra parte, el investigador colocó un punto más a tomar en consideración para la efectividad y es la manera en la que se medirá la eficiencia del proceso.
Realizando pruebas, los investigadores hicieron uso de herramientas analíticas como la cromatografía de gases para el análisis de los productos gaseosos y equipos de resonancia magnética nuclear. Pese a todas las pruebas, el equipo demostró la eficacia de un análisis que incluso puede abaratar los costos de mantenimiento y es la medición del pH del electrolito junto al electrodo durante la operación.
Con esta medida se abre la puerta de un monitoreo constante y en tiempo real, proporcionando además la ventaja en la optimización del sistema conversor de gases de efecto invernadero en combustible. Mediante dichas operaciones, será posible el desarrollo de nuevos enfoques en el combate por mitigar el agotamiento del dióxido de carbono, asegura Varanasi.
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